溶解氧電極在生物發(fā)酵過程中的關鍵作用溶解氧電極是生物發(fā)酵過程中不可或缺的在線監(jiān)測工具,用于實時測量發(fā)酵液中的溶解氧濃度(DO)。在好氧發(fā)酵中,微生物的生長和代謝高度依賴氧氣供應,如氨基酸和酶制劑的工業(yè)生產均需精確控制溶解氧水平。溶解氧電極通過電化學或光學原理檢測氧分壓,并將信號轉換為可讀數(shù)據(jù),幫助操作人員優(yōu)化通氣、攪拌速率或補料策略。例如,在青霉素發(fā)酵中,溶解氧不足會導致菌體代謝轉向乳酸積累,而過高則可能引起氧化應激,影響產物合成。因此,溶解氧電極的精細監(jiān)測是確保發(fā)酵工藝穩(wěn)定性和產物得率的關鍵。
無線溶氧電極通過藍牙 / Wi-Fi 傳輸數(shù)據(jù),實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控。河北溶氧電極價錢
在微生物工程和生物技術領域,溶氧電極能夠輔助工藝參數(shù)調整,在微生物燃料電池(MFC)中,溶解氧是一個重要因素。不同初始陰極電解液溶解氧微環(huán)境下,MFC 的性能表現(xiàn)不同。例如,在以氮廢水為底物的兩室 MFC 中,分別在缺氧(1.5mg/L)、正常值(3.4mg/L)和富氧(4.4mg/L)三種不同初始陰極電解液溶解氧條件下進行研究。結果表明,MFC 性能取決于陰極的初始溶解氧濃度,在缺氧條件下功率密度優(yōu)良。此外,高通量測序用于探索每個階段的陰極生物膜和微生物群落懸浮液,結果顯示陰極電極的優(yōu)勢屬從 Pirellula 變?yōu)?Thermomonas,直至變?yōu)?Azospira。缺氧條件下,異養(yǎng)反硝化細菌活性受到抑制,硝化細菌比例增加。在微生物燃料電池中,陰極界面的溶解氧濃度是影響其性能的關鍵因素。通過運行三種不同溶解氧條件下的 MFC(空氣呼吸型、水浸沒型和由光合微生物輔助型)發(fā)現(xiàn),在所有情況下,生物陰極都改善了與非生物條件相比的氧還原反應,其中空氣呼吸型 MFC 性能優(yōu)良。光合培養(yǎng)物在陰極室中提供高溶解氧水平,高達 16mgO?/L,維持了 P-MFC 生物陰極中的好氧微生物群落。Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧屬達到總 OTUs 的 > 50%。河北溶氧電極價錢便攜式溶氧電極套裝配備校準液和維護工具,適合現(xiàn)場快速檢測。
溶氧電極在生物制氫領域也嶄露頭角。某些微生物在特定條件下能夠利用有機物進行厭氧發(fā)酵產生氫氣,而發(fā)酵過程中的溶解氧濃度對微生物的產氫效率影響。溶氧電極可用于監(jiān)測發(fā)酵體系中的溶解氧水平,通過控制通氣量或添加抑制劑等方式,精細調節(jié)溶解氧濃度,為微生物創(chuàng)造適宜的產氫環(huán)境,提高生物制氫的效率,推動清潔能源的發(fā)展。隨著對室內空氣質量要求的提高,溶氧電極也逐漸應用于室內環(huán)境監(jiān)測。在一些大型寫字樓、商場等人流量密集的場所,空氣中的氧氣含量會因人員呼吸等因素而發(fā)生變化。溶氧電極可與空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)集成,實時監(jiān)測室內空氣中的氧氣濃度。一旦濃度低于設定閾值,通風系統(tǒng)可自動啟動,引入新鮮空氣,保證室內人員的舒適度和健康,提升室內環(huán)境質量。
谷氨酸棒桿菌在生物發(fā)酵產酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。在 3L 發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究溶氧水平對谷氨酸棒桿菌菌體生長及新型生物絮凝劑 REA-11 合成的影響,提出生物絮凝劑 REA-11 合成的分階段供氧控制策略:發(fā)酵過程 0~16h 維持體積傳氧系數(shù) kLa 為 100h?1,16h 后降低 kLa 為 40h?1 至發(fā)酵結束,整個發(fā)酵過程通氣量保持在 1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略,生物絮凝劑產量達到 900mg?L?1,發(fā)酵周期縮短到 30h,比恒定 kLa 為 40h?1 條件下的 REA-11 產量(549mg?L?1)提高了 64%,產率提高了 45%,生產強度也比 kLa 恒定為 40h?1、100h?1 和 200h?1 的分批發(fā)酵過程分別提高了 81.2%、120% 和 420%,實現(xiàn)了高細胞生長速率和高產物產率的統(tǒng)一。綜上所述,不同種類的微生物在生物發(fā)酵產酶過程中對溶氧水平的需求差異較大。這些差異主要體現(xiàn)在不同的微生物對攪拌轉速、通氣量、溫度、pH 等因素的要求不同,且溶氧水平的變化會對菌體生長和產物產量產生較大影響。因此,在生物發(fā)酵過程中,需要根據(jù)不同的微生物種類和發(fā)酵目的,優(yōu)化溶氧控制條件,以提高發(fā)酵效率和產物產量。溶氧電極的微型化設計便于集成至水質傳感器陣列或穿戴設備。
雖然溶氧電極的價格相對較高,但是它在發(fā)酵罐廠中的應用可以帶來大量的成本效益。通過實時監(jiān)測溶氧水平,優(yōu)化發(fā)酵條件,可以提高發(fā)酵產物的產量和質量,降低生產成本。此外,溶氧電極還可以減少能源消耗、降低維護成本等,進一步提高了成本效益。隨著發(fā)酵技術的不斷發(fā)展,溶氧電極在發(fā)酵罐廠中的應用前景將越來越廣闊。未來,溶氧電極將更加智能化、高精度、高穩(wěn)定性,為發(fā)酵過程的優(yōu)化提供更加精確的數(shù)據(jù)支持。同時,溶氧電極還將與其他傳感器和自動化控制系統(tǒng)相結合,實現(xiàn)對發(fā)酵過程的多方面監(jiān)測和自動控制,提高生產效率和產品質量。軟件適配工具確保溶氧電極數(shù)據(jù)無縫接入用戶現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)。河北溶氧電極價錢
熒光法溶氧電極在確保不同流速下的測量準確性方面,主要依賴于其獨特的測量原理和結構設計。河北溶氧電極價錢
在微生物工程和生物技術領域,溶氧電極能夠提供準確的溶氧監(jiān)測數(shù)據(jù),溶氧電極能夠實時、準確地監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶解氧濃度。在工業(yè)發(fā)酵過程中,光學溶氧電極相對于傳統(tǒng)極譜氧電極具有精度高、漂移小、響應快等優(yōu)點。例如,在青霉素發(fā)酵過程中,培養(yǎng)液中的溶解氧濃度對菌體的代謝過程及終端產物的生物合成起著決定性的作用。微基智慧科技的 VD-2021i-A系列 溶氧電極在青霉素 G 發(fā)酵過程中的應用,為發(fā)酵過程提供了重要的指導意義。當培養(yǎng)液中的溶解氧濃度高于菌體生長所需的臨界值時,菌體的呼吸不受影響,青霉菌的各種代謝活動正常進行;而當溶解氧濃度低于臨界值時,菌體的多種生化代謝會受到影響,嚴重時會產生不可逆的抑制菌體生長和產物合成異?,F(xiàn)象河北溶氧電極價錢